一种基于小煤柱的护巷方法技术

本申请实施例公开一种基于小煤柱的护巷方法，涉及矿山技术领域。为解决普通锚杆、锚索支护下的巷道变形严重，支护效果不佳而发明专利技术。所述基于小煤柱的护巷方法，包括：在第一采煤工作面的下顺槽巷和第二采煤工作面的上顺槽巷之间预留小煤柱，所述第一采煤工作面和第二采煤工作面相邻；在预留小煤柱中施加对穿锚索支护，锚索两端采用钢梁连接在一起，限制小煤柱变形；在老顶区域内开设第一卸压切缝和第二卸压切缝；利用所述卸压切缝使岩体中的应力重新分布，将作用于所述下顺槽巷和顶板交界处的应力，转移到所述卸压切缝方向的老顶区域内深部。适用于深部小煤柱及其巷道的加固。

【技术实现步骤摘要】
一种基于小煤柱的护巷方法
本申请涉及矿山
，尤其是涉及一种基于小煤柱的护巷方法。
技术介绍
小煤柱开采技术是无煤柱开采技术的延伸，是我国煤矿采煤方法的重大改革技术，可以大为提高可采煤层的回收率，降低煤柱应力集中程度和冲击倾向性。但是沿空掘巷留设的小煤柱自身的强度比较低，承载能力有限，容易被压碎变形，因此增强小煤柱的强度和稳定性就显得十分必要。目前，对小煤柱的加固方法主要是利用锚杆、锚索进行加固，但是，普通锚杆、锚索支护下的巷道变形严重，锚固段容易与脱落，支护效果不佳。
技术实现思路
有鉴于此，本申请实施例提供一种基于小煤柱的护巷方法，增强对巷道的支护效果。为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：本申请实施例提供一种基于小煤柱的护巷方法，包括：在第一采煤工作面的下顺槽巷和第二采煤工作面的上顺槽巷之间预留小煤柱，所述第一采煤工作面和第二采煤工作面相邻；在预留小煤柱中施加对穿锚索支护，锚索两端采用钢梁连接在一起，限制小煤柱变形；在所述下顺槽巷侧煤帮和顶板的交界处斜向上开设延伸至老顶区域内的第一钻孔，利用所述第一钻孔开设第一卸压切缝；在所述下顺槽巷顶板中向上开设延伸至老顶区域内的第二钻孔，利用所述第二钻孔开设第二卸压切缝；利用所述卸压切缝使岩体中的应力重新分布，将作用于所述下顺槽巷和顶板交界处的应力，转移到所述卸压切缝方向的老顶区域内深部。根据本申请实施例的一具体实现方式，沿下顺槽巷设有所述卸压切缝，在回采过程中，通过多个超前设置的卸压切缝对小煤柱和下顺槽巷进行卸压，使小煤柱与下顺槽巷在采煤工作面推进方向上始终处于低应力区域。根据本申请实施例的一具体实现方式，在所述下顺槽巷侧煤帮和顶板的交界处斜向上开设延伸至老顶区域内的第一钻孔，利用所述第一钻孔开设第一卸压切缝包括：通过爆破预裂技术沿预定角度在第一钻孔中开设第一卸压切缝；在所述下顺槽巷顶板中向上开设延伸至老顶区域内的第二钻孔，通过上述第二钻孔开设第二卸压切缝，包括：通过定向水力压裂技术在第二钻孔中开设所述第二卸压切缝。根据本申请实施例的一具体实现方式，所述通过爆破预裂技术沿预定角度在第一钻孔中开设第一卸压切缝，包括：测量采高，并根据爆破预裂技术开设的第一卸压切缝的长度大于2.5倍采高的经验，确定第一卸压切缝的最小长度；测量顶板下沉量和底鼓量，计算第一卸压切缝的参考值，与所述最小长度对比确定第一卸压切缝的长度值；准备单个长度为200mm，直径为32mm的单个药卷；使用钻机沿预定角度开设第一钻孔；根据顶板岩性的不同，确定在第一钻孔中放置药卷和聚能管的数量；对聚能管编号，确定不同聚能管的封孔长度。根据本申请实施例的一具体实现方式，所述通过定向水力压裂技术在第二钻孔中开设所述第二卸压切缝，包括：在下顺槽巷顶板上通过钻头开孔至设计顶板，得到第二钻孔；更换切缝钻头，对第二钻孔围岩不少于两次进行旋转开缝形成豁口，并使用封堵装置对豁口两端进行封堵；向豁口处注入高压水，利用岩石抗压不抗拉的特性，开设第二切缝孔。根据本申请实施例的一具体实现方式，所述在预留小煤柱中施加对穿锚索支护，锚索两端采用钢梁连接在一起，限制小煤柱变形，包括：对小煤柱进行钻孔，并且将所述钻孔孔道清洗干净；将满足长度要求的锚索穿入所述钻孔孔道；塞入封孔塞将对穿锚索封孔；利用预装在小煤柱两侧的承力结构配合锚索预紧器，对所述锚索进行预紧、张拉和锁定；在封孔凝固后，工作面回采之前进行高压注浆，防止第一采煤工作面采空区有毒有害气体从对穿锚索孔溢出，实现对穿锚索的全长锚固和小煤柱注浆加固。根据本申请实施例的一具体实现方式，所述在预留小煤柱中施加对穿锚索支护之后，开设所述第一卸压切缝和第二卸压切缝之前，所述方法还包括：对围岩进行加固；所述对围岩进行加固包括：根据巷道矿压显现规律和围岩岩性对围岩进行全断面注浆加固；分析围岩变形情况和矿压监测，对围岩进行首次注浆加固后，继续对围岩进行多次注浆加固；通过喷涂密闭材料对煤壁片帮现象严重的围岩进行喷涂封闭，在围岩表面形成一层致密薄膜。根据本申请实施例的一具体实现方式，对围岩进行加固之前，所述方法还包括：在锚杆和锚索上设有让压装置，所述让压装置为让压环或者钢管；将所述让压装置设在托盘和锁具之间；当作用在锚杆和/或锚索上的压力过大时，让压装置在压力的作用下发生变形；利用让压装置的变形进行至少一次缓冲，释放一部分作用于锚杆和/或锚索上的压力。根据本申请实施例的一具体实现方式，所述通过煤柱宽度计算方法的综合，确定小煤柱的宽度，包括：根据沿空掘巷小煤柱中的破碎区宽度、巷道小煤柱中对穿锚索的有效长度和煤柱稳定性系数对小煤柱的宽度进行理论计算，初步得出小煤柱的宽度值；对巷道进行地应力检测数据、矿压监测数据以及采区地质参数收集；基于地应力检测数据、矿压监测数据以及采区地质参数对小煤柱的宽度进行数值模拟分析，得出小煤柱的参考值；综合所述初步得出的小煤柱的宽度值和所述小煤柱的参考值，最终确定小煤柱的宽度值。本申请实施例提供的基于小煤柱的护巷方法，通过在下顺槽巷侧煤帮和顶板的交界处开设卸压切缝，使作用在小煤柱和巷道上的压力转移到老顶区域内深部，增强对巷道的支护效果，进一步的，能够缩减小煤柱的宽度，开采更多的煤矿，避免资源的浪费。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本申请基于小煤柱的护巷方法一实施例的支护示意图；图2为本申请基于小煤柱的护巷方法一实施例通过爆破预裂技术开设的卸压切缝示意图；图3为本申请基于小煤柱的护巷方法一实施例通过定向水力压裂技术开设的卸压切缝示意图；图4为本申请基于小煤柱的护巷方法一实施例使用对穿锚索加固小煤柱的示意图；图5为本申请基于小煤柱的护巷方法一实施例对穿锚索孔的封孔示意图；图6为本申请基于小煤柱的护巷方法一实施例预设注浆孔和锚索注浆孔的正视图；图7为本申请基于小煤柱的护巷方法一实施例预设注浆孔和锚索注浆孔的俯视图。具体实施方式下面结合附图对本申请实施例一种基于小煤柱的护巷方法进行详细描述。应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。图1为本申请基于小煤柱的护巷方法一实施例的支护示意图，如图1所示，本实施例基于小煤柱的护巷方法，包括：在第一采煤工作面的下顺槽巷和第二采煤工作面的上顺槽巷之间预留小煤柱，所述第一采煤工作面和第二采煤工作面相邻；在预留小煤柱中施加对穿锚索支护，锚索两端采用钢梁连接在一起，限制小煤柱变形；在所述下顺槽巷侧煤帮和顶板的交界处斜向上开设延伸至老顶区域内的第一钻孔，利用所述第一钻孔开设第一卸压切缝；在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于小煤柱的护巷方法，其特征在于，包括：/n在第一采煤工作面的下顺槽巷和第二采煤工作面的上顺槽巷之间预留小煤柱，所述第一采煤工作面和第二采煤工作面相邻；/n在预留小煤柱中施加对穿锚索支护，锚索两端采用钢梁连接在一起，限制小煤柱变形；/n在所述下顺槽巷侧煤帮和顶板的交界处斜向上开设延伸至老顶区域内的第一钻孔，利用所述第一钻孔开设第一卸压切缝；在所述下顺槽巷顶板中向上开设延伸至老顶区域内的第二钻孔，利用所述第二钻孔开设第二卸压切缝；/n利用所述卸压切缝使岩体中的应力重新分布，将作用于所述下顺槽巷和顶板交界处的应力，转移到老顶区域内深部。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于小煤柱的护巷方法，其特征在于，包括：
在第一采煤工作面的下顺槽巷和第二采煤工作面的上顺槽巷之间预留小煤柱，所述第一采煤工作面和第二采煤工作面相邻；
在预留小煤柱中施加对穿锚索支护，锚索两端采用钢梁连接在一起，限制小煤柱变形；
在所述下顺槽巷侧煤帮和顶板的交界处斜向上开设延伸至老顶区域内的第一钻孔，利用所述第一钻孔开设第一卸压切缝；在所述下顺槽巷顶板中向上开设延伸至老顶区域内的第二钻孔，利用所述第二钻孔开设第二卸压切缝；
利用所述卸压切缝使岩体中的应力重新分布，将作用于所述下顺槽巷和顶板交界处的应力，转移到老顶区域内深部。


2.根据权利要求1所述的基于小煤柱的护巷方法，其特征在于，沿下顺槽巷设有所述卸压切缝，在回采过程中，通过多个超前设置的卸压切缝对小煤柱和下顺槽巷进行卸压，使小煤柱与下顺槽巷在采煤工作面推进方向上始终处于低应力区域。


3.根据权利要求1所述的基于小煤柱的护巷方法，其特征在于，在所述下顺槽巷侧煤帮和顶板的交界处斜向上开设延伸至老顶区域内的第一钻孔，利用所述第一钻孔开设第一卸压切缝包括：通过爆破预裂技术沿预定角度在第一钻孔中开设第一卸压切缝；
在所述下顺槽巷顶板中向上开设延伸至老顶区域内的第二钻孔，利用所述第二钻孔开设第二卸压切缝，包括：通过定向水力压裂技术在第二钻孔中开设所述第二卸压切缝。


4.根据权利要求3所述的基于小煤柱的护巷方法，其特征在于，所述通过爆破预裂技术沿预定角度在第一钻孔中开设第一卸压切缝，包括：
测量采高，并根据通过爆破预裂技术开设的第一卸压切缝的长度大于2.5倍采高的经验，确定第一卸压切缝的最小长度；
测量顶板下沉量和底鼓量，计算第一卸压切缝的参考值，与所述最小长度对比确定第一卸压切缝的长度值；
准备单个长度为200mm，直径为32mm的单个药卷；
使用钻机沿预定角度开设第一钻孔；
根据顶板岩性的不同，确定在第一钻孔中放置药卷和聚能管的数量；
对聚能管编号，确定不同聚能管的封孔长度。


5.根据权利要求3所述的基于小煤柱的护巷方法，其特征在于，所述通过定向水力压裂技术在第二钻孔中开设所述第二卸压切缝，包括：
在下顺槽巷顶板上通过钻头开孔至设计顶板，得到第二钻孔；
更换切缝钻头，对第二钻孔围岩不少于两次进行旋转开缝...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭东明，李学彬，张毅，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，华北科技学院，
类型：发明
国别省市：北京;11